Danos por radiação reduzem o ponto de fusão do metal tungstênio, um efeito que poderia contribuir para a falha de material em reatores de fusão nuclear e outras aplicações onde os materiais são expostos à radiação de partículas de plasma de fusão extremamente quente. Esse é o resultado de um estudo, publicado hoje em Avanços da Ciência , que foi liderado por pesquisadores do Laboratório Nacional do Acelerador SLAC do Departamento de Energia.

Para imitar os danos que os materiais podem suportar sob as condições adversas de um experimento de fusão, a equipe bombardeou amostras de tungstênio com íons energéticos. Então, eles aqueceram as amostras com um laser de alta potência e "filmaram" como os átomos das amostras responderam com a câmera de elétrons ultrarrápida do SLAC, "um instrumento para difração de elétrons ultrarrápida (MeV-UED). Eles descobriram que o tungstênio danificado se liquefaz a uma temperatura mais baixa do que o tungstênio puro. A combinação de seus dados experimentais com simulações avançadas permitiu aos pesquisadores quantificar, pela primeira vez, como o processo de fusão ultrarrápido é afetado pelos danos da radiação.

Os resultados podem auxiliar no projeto de materiais do reator de fusão, por exemplo, fornecendo ideias para lidar com locais danificados, disseram os cientistas. Eles também sublinham a importância de atualizações de alta energia para o laser de raios-X Linac Coherent Light Source (LCLS) da SLAC e de aprimoramentos de energia para suas instalações de laser, o que abriria caminho para estudos ainda mais detalhados de materiais sob condições extremas.